玻璃纤维聚合物在混凝土结构加固中的应用

[12-11 16:59:52]   来源:http://www.tmgc8.com  建筑设计   阅读:3760

摘  要:玻璃纤维在混凝土结构的强度、刚度、抗震和耐久性加固中的介绍与设计依据。

关键词:玻璃纤维;  抗弯计算;  抗剪计算;  抗震加固

        

1、引言 

随着我国基本建设的突飞猛进,已有建筑物的维修、改造和加固已成为工程建筑界最紧迫、重要的课题之一。传统的加固方法存在耐腐蚀性差、构件自重增加、施工难度大、周期长等缺陷,为此需要新材料、新工艺用于补强加固工程。在这种环境下,国内外出现了以无碱无捻玻璃纤维布作为高分子片材,以环氧树脂为基质纤维材料(FRP) 代替钢板作为混凝土结构补强材料的新型加固技术。这种新材料较传统材料有较高的优越性,强度高(590~1130N/mm平方) 、自重轻(115~210g/cm立方) 、耐腐蚀性好。同时,玻璃纤维增强塑料(Glass fiber rei

nforced plastic,GFRP)与混凝土的线膨胀系数接近,且与混凝土结构的协同工作性能良好,可全面提高被加固构件的各项力学性能指标,并改善构件的受力性能,是一种极具优势的补强加固材料。

2、GFRP 加固混凝土梁

2.1受弯承载力计算

钢板加固钢筋混凝土梁在国内外已有广泛的应用,但由于钢板的腐蚀造成钢板与梁之间的粘贴破坏,进而使整个结构破坏, 用GFRP 材料加固混凝土结构具有易于施工、基本不改变结构自重,加固后的混凝土构件刚度强度提高较多等优点。

2.2加固构件抗弯计算

对于抗弯加固,GFRP 片材一般粘贴在梁受拉区, 其作用类似受拉钢筋。加固构件抗弯计算(略):

2.3抗剪承载力计算

在实际工程中,设计失误、荷载增加、使用功能改变等原因往往造成结构构件的抗剪强度不能满足要求。加上构件的剪切破坏是脆性的,比受弯破坏更具危险性。 在上述情况下,需对构件抗剪加固来保证它的承载能力。目前对抗剪加固的研究还主要集中在粘贴方式、锚固方式、布条间距等因素的影响上。

2.4加固构件抗剪计算(略):

3、GFRP加固混凝土柱

3.1常用加固方式

目前, 国外采用粘贴GFRP 进行加固最多的构件就是柱子。在日本阪神地震和美国加州地震中, 大量高架高速公路的桥墩由于延性不足, 受到严重的破坏,因此, 日本和美国都大量采用CFRP 或GFRP 带对桥墩进行加固。常用的加固方式如图所示, 图1(a)是连续粘贴, 图1(b)是分段粘贴。

3.2柱的抗震加固

采用封闭式粘贴玻璃纤维布条约束混凝土对柱进行抗震加固时,柱端箍筋加密区的总折算体积配箍率:

4、结论 

    玻璃纤维加固方法是一种有效的混凝土结构加固技术,加固设计时可将玻璃纤维布按强

度换算成钢筋量,按照与钢筋混凝土构件抗弯计算同样方法进行计算。玻璃纤维布加固施工简便快捷。过程采用手工操作, 施工空间不受限制, 不影响结构的正常使用,维护费用极低,具有良好的防水效果,可以抑制混凝土劣化和钢筋锈蚀,应特别注意加固界面的处理以及玻璃纤维布粘贴的密实,以确保加固效果。与传统的加固技术相比,玻璃纤维布加固混凝土技术具有良好的综合性能及经济性能。采用GFRP 加固混凝土梁柱,可在保证提高构件承载力的前提下,既提高构件的延性,又降低加固成本,刚度仅略有下降。而采用SGF 与CF 配合效果更好。应根据不同的设计要求开展适合于混凝土加固用的层间GFRP 研究。

参考文献:

1.周长东,黄承奎.玻璃纤维聚合物在混凝土结构补强加固工程中的应用.混凝土与水泥制品,2001.4

2.熊光晶,蒋小青等.玻璃纤维布碳纤维布混杂加固混凝土梁柱的试验研究

3.黄奕辉,欧阳煜.玻璃纤维材料加固混凝土结构新技术.华侨大学学报,2001,1(4) 

4.混凝土结构加固技术规范(CECS25:90).中国计划出版社,1991

    5.碳纤维片材加固混凝土结构技术规程(CECS146:2003).中国计划出版社,2003    
 


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